CN101312561A - 无线通信***及无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信领域,公开了一种无线通信***及无线通信方法,使得移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入3GPP网络。本发明中,将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络,3GPP网络的AAA服务器为移动终端提供认证、授权和计费功能,由第二AAA服务器作为AAA代理服务器,转发3GPP网络中的AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息,并协助该3GPP网络中的AAA服务器完成该移动终端的认证、授权和计费功能。由3GPP网络中的PCRF生成PCC规则,并通过策略分发功能实体,将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域,特别涉及不同网络间的互通技术。
背景技术
微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access,简称“WiMAX”)是目前业界对基于电子和电气工程师协会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers,简称“IEEE”)802.16系列标准的无线城域网技术的约定俗成的称呼,其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下,可有效互操作的宽带无线接入手段,具有传输距离远、传输速率高等优点。
WiMAX的网络结构如图1所示,主要由三个部分组成,即移动终端(Mobile Station,简称“MS”)、接入服务网(Access Service Network,简称“ASN”)和连接服务网(Connectivity Service Network,简称“CSN”)。其中,ASN包括基站(Base Station,简称“BS”)和接入服务网络网关(AccessService Network GateWay,简称“ASN-GW”),CSN包括预付费服务器(PrepaidService,简称“PPS”),和认证、授权和计费(Authentication Authorizationand Accounting,简称“AAA”)服务器等逻辑实体。WiMAX网络中各实体间由从R1到R6的接口来连接,各个接口具体的位置如图1中所示。
WiMAX网络与第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project,简称“3GPP”)策略与计费控制(Policy and Charging Control,简称“PCC”)架构融合的框架如图2所示。包括位于应用服务提供商(Application ServiceProvider,简称“ASP”)网络的应用功能实体(Application Function,简称“AF”)、位于CSN内的策略与计费规则功能实体(Policy Charging RuleFunction,简称“PCRF”)、用于分发PCC规则的策略分发功能实体(PolicyDistribution Function,简称“PDF”)、家乡代理(Home Agent,简称“HA”),和位于ASN内的策略计费执行功能实体(Policy Charging EnforcementFunction,简称“PCEF”)分布实体(如业务流授权实体(Service FlowAuthorization,简称“SFA”),Accounting Client(计费客户端),AccountingAgent(计费代理),锚定数据通路功能实体/外地代理(Anchor Data PathFunction/Foreign Agent,简称“Anchor DPF/FA”)等)。
WiMAX网络是一种非3GPP网络,而目前非3GPP网络与3GPP***构架演进(System Architecture Evolution,简称“SAE”)网络的互通构架如图3和图4所示。图3为非漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架,图4为漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架。其中,SAE网络是3GPP标准组织定义的Release 8版本的网络体系结构,它允许非3GPP网络接入到3GPP SAE网络中,并定义了可信任的非3GPP IP接入网与SAE网络的连接体系结构。
其中,涉及的功能实体有:网关(Gateway,简称“GW”)、3GPP AAA服务器、归属签约用户服务器(Home Subscriber Server,简称“HSS”)、PCRF、用户终端设备(User Equipment,简称“UE”)即上文中的移动终端。其中,SAE网络的网关,有两种不同的逻辑上的SAE网关,分别为SAE服务网关(Serving GW)和分组数据网络网关(PDN GW)。
涉及的接口有:非3GPP IP接入网与GW之间的S2a接口、用户终端与GW之间的S2c接口、Serving GW和PDN GW之间的S5接口、家乡(Home,简称“h”)公共陆地移动网络(Public Land Mobility Network,简称“PLMN”)中的GW和3GPP AAA服务器之间的S6c接口、拜访地(Visited,简称“v”)PLMN中的GW和3GPP AAA代理服务器之间的S6d接口、PCRF与策略与计费执行实体(Policy and Charging Enforcement Point,简称“PCEF”)之间的S7接口、漫游情况下家乡路由业务的漫游接口S8b、v PCRF与h PCRF之间的S9接口、AF与PCRF之间的Rx+接口、非3GPP接入网与3GPP AAA服务器/代理服务器之间的Ta*接口、3GPP AAA服务器与HSS之间的Wx*接口、和3GPP AAA代理服务器与3GPP AAA服务器之间的Wd*接口。
然而,本发明的发明人发现,根据目前的方案,移动终端可能无法顺利地通过非3GPP网络接入3GPP网络。这是因为,3GPP网络中的AAA服务器能够满足3GPP网络的特性,但未必能够满足非3GPP网络的特性,因此,可能会导致移动终端无法顺利地通过非3GPP网络接入3GPP网络的问题。而且,目前的方案中尚未提供如何生成PCC规则,并将生成的PCC规则发送到PCC策略执行实体中的具体方案。
发明内容
本发明实施方式要解决的技术问题是提供一种无线通信***及无线通信方法,使得移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入3GPP网络。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种无线通信***,包含第三代合作伙伴项目3GPP网络和非3GPP网络,移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络;
3GPP网络包含第一认证、授权和计费AAA服务器,用于为移动终端提供认证、授权和计费功能;
无线通信***包含第二AAA服务器,用于转发第一AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息,并协助完成移动终端的认证、授权和计费功能。
本发明的实施方式还提供了一种无线通信方法,包含以下步骤:
将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络;
3GPP网络的第一AAA服务器对接入的移动终端进行认证、授权和计费;
第二AAA服务器转发所述第一AAA服务器与所述非3GPP网络之间的通信消息,并协助完成所述移动终端的认证、授权和计费功能。
本发明实施方式与现有技术相比,效果在于:即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性,也能通过另一个AAA服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络,实现了更高的效率和效益。
附图说明
图1是现有技术中WiMAX网络结构示意图;
图2是现有技术中WiMAX网络融合PCC架构示意图;
图3是现有技术中非漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架示意图;
图4是现有技术中漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架示意图;
图5是根据本发明第一实施方式的通信***结构示意图;
图6是根据本发明第一实施方式中HA位于PLMN中的PDN GW的结构示意图;
图7是根据本发明第二实施方式的通信***结构示意图;
图8是根据本发明第三实施方式的通信***结构示意图;
图9是根据本发明第三实施方式中LMA位于CSN内WiMAX HA中的结构示意图;
图10是根据本发明第四实施方式的通信***结构示意图;
图11是根据本发明第四实施方式中HA和PDF在PLMN的PDN GW中实现的结构示意图;
图12是根据本发明第五实施方式的通信***结构示意图;
图13是根据本发明第五实施方式中LMA位于PLMN内的服务网关中的结构示意图;
图14是根据本发明第六实施方式的通信***结构示意图;
图15是根据本发明第七实施方式的通信***结构示意图;
图16是根据本发明第八实施方式中LMA位于拜访地PLMN内的PDNGW中的结构示意图;
图17是根据本发明第八实施方式中LMA位于拜访地PLMN内的服务网关中的结构示意图;
图18是根据本发明第九实施方式的通信***结构示意图;
图19是根据本发明第十实施方式的无线通信方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明的第一实施方式涉及一种通信***,包含3GPP网络和非3GPP网络,在本实施方式中3GPP网络以SAE网络为例,非3GPP网络以WiMAX网络为例来说明。
该非3GPP网络将移动终端通过本网络的连接服务网CSN接入该3GPP网络,也就是说,对于移动终端而言,该移动终端附着的接入网和核心网均为非3GPP网络,接入的3GPP网络为该移动终端用户的家乡3GPP网络。
具体地说,如图5所示,接入的3GPP网络为SAE网络的PLMN,在该PLMN中包含3GPP AAA服务器,用于为移动终端提供认证、授权和计费功能。WiMAX网络的CSN中包含WiMAX AAA服务器,用于转发该3GPP AAA服务器与WiMAX ASN之间的通信消息(该WiMAX AAA服务器可称为WiMAX AAA代理服务器),并协助该3GPP AAA服务器完成该移动终端的认证、授权和计费功能。也就是说,如果3GPP AAA服务器不能完全满足WiMAX网络需求时,WiMAX AAA代理服务器必须负责完成前者不能完成的AAA功能,包含但不限于以下之一或其任意组合:移动IP协议密钥生成功能、识别鉴权模式功能、设备认证功能、鉴权认证加密密钥的生成分发功能。WiMAX AAA通过Wd*接口转发该3GPP AAA服务器与WiMAX ASN之间的通信消息,如与鉴权相关的消息。PLMN网络中还包含移动终端的HA,该HA用于将该移动终端接入IP业务,使得移动终端的用户能够通过3GPP网络接入到分组数据网络PDN,使用IP业务。
值得一提的是,在用户或业务鉴权授权过程中,3GPP AAA服务器可能与签约信息数据库(如HSS)交互,来获取用户或业务相关信息。AAA服务器与签约信息数据库可能在同一物理实体实现,此时他们之间通过内部消息通信。
在SAE网络的PLMN和WiMAX网络的CSN中还分别包含PCRF。由于在本实施方式中,移动终端是通过WiMAX网络的CSN接入SAE网络的PLMN中的,因此,对该移动终端而言,该WiMAX网络的CSN可视为该移动终端用户的拜访地网络,也就是说,CSN中的PCRF为v PCRF(拜访地PCRF),PLMN中的PCRF为h PCRF(家乡PCRF)。该h PCRF用于策略决策生成PCC规则,并通过S9接口发给CSN中的PCRF(即v PCRF)。其中,PCRF可能是一个单独的实体,可能与AAA服务器在一个实体中实现,也可能与别的实体在一起实现。
在WiMAX网络的CSN中还包含策略分发功能实体(即PDF),用于将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,如WiMAX网络的ASN和该移动终端的HA,该策略分发功能实体从v PCRF处接收生成的PCC规则。具体地说,该v PCRF通过S9接口从h PCRF接收生成的PCC规则,并将该PCC规则直接转发给该PDF,或者,该v PCRF在通过S9接口从h PCRF接收到生成的PCC规则后,根据本地网络策略和/或网络签约策略对该PCC规则做相应的修改,将修改后的PCC规则发送给该PDF。由PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,保证了各PCC策略执行实体(如ASN、HA、3GPP网络中的PDN GW与服务网关等)能够顺利地对该移动终端进行服务质量(Quality of Service,简称“QoS”)策略控制和计费。其中,PDF可以独立实现,或与所在网络中的PCRF一起实现(此时即由PCRF直接下发PCC规则到PCC策略执行实体),或在ASN-GW中实现(此时即由ASN-GW完成分发),或与HA一起实现(此时即由HA完成分发)。
当本实施方式中的路由为家乡路由,则HA分配在PLMN中(如图5所示),PCC规则由PLMN中的h PCRF生成,通过CSN中的v PCRF发送到CSN中的PDF,再由该PDF发送给ASN和HA。需要说明的是,由于HA在PLMN中,因此在实际应用中,h PCRF生成的PCC规则也可以通过PLMN网络中的策略分发功能实体PDF发送给该HA。HA可以位于PLMN中的PDNGW,则本实施方式的***结构则如图6所示,该移动终端通过该PDN GW接入IP业务。另外,需要说明的是,如果HA不作为PCC策略执行实体,则PDF无需将PCC规则发送给该HA。不难发现,在本实施方式中,即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性,也能通过非3GPP网络的AAA代理服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络,实现了更高的效率和效益。
本发明的第二实施方式与第一实施方式大致相同,其区别在于,在第一实施方式中,业务家乡路由,HA分配在PLMN中;而在本实施方式中,业务拜访地路由,HA分配在WiMAX网络的CSN中,如图7所示。PCC规则由PLMN中的h PCRF生成,通过CSN中的v PCRF发送到CSN中的PDF,再由该PDF发送给ASN和HA。
本发明的第三实施方式与第一实施方式大致相同,其区别在于,在第一实施方式中,未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络;而在本实施方式中,使用了层次化移动管理,如层次化移动IP协议(Hiearachical MIP,简称“HMIP”)将该移动终端接入网络。
因此,WiMAX网络原有的HA可作为本地移动代理(Local MobilityAgent,简称“LMA”),实现本地移动锚点的功能,用于管理本地移动的锚定。3GPP AAA服务器和/或WiMAX AAA代理服务器还需要生成和下发HMIP密钥到HA和LMA。另外,PCC规则由PLMN中的h PCRF生成,通过CSN中的v PCRF发送到CSN中的PDF后,该PDF还需要将收到的PCC规则发送给该LMA,如图8所示。
该LMA可以位于CSN内的WiMAX HA中,则本实施方式的***结构如图9所示,其中,移动终端的HA仍位于PLMN中的PDN GW。
需要说明的是,在上述第一至第三实施方式中,均以WiMAX网络中部署有PCC架构为例进行说明,如果WiMAX网络中没有部署PCC架构,则仍沿用现有的WiMAX网络的QoS和计费框架,PLMN内生成的PCC规则下发给CSN内的策略功能实体(policy function,简称“PF”),由PF完成WiMAX网络内的策略计费信息下发,PF可能会根据本地策略对PCC规则做相应的修改。
本发明的第四实施方式涉及一种通信***,包含3GPP网络和非3GPP网络,该非3GPP网络将移动终端通过本网络的接入服务网ASN接入该3GPP网络,接入的该3GPP网络为该移动终端用户的家乡3GPP网络,第一AAA服务器与第二AAA服务器在同一个物理设备中实现。也就是说,对于移动终端而言,该移动终端通过非3GPP网络的ASN直接接入3GPP的家乡3GPP网络,该第一AAA服务器与第二AAA服务器所处的物理设备位于该移动终端用户的家乡3GPP网络中。
本实施方式中的3GPP网络为SAE网络,非3GPP网络为WiMAX网络。
具体地说,如图10所示,接入的3GPP网络为SAE网络的PLMN,在该PLMN中包含3GPP AAA服务器(即第一AAA服务器与第二AAA服务器的合成),用于为移动终端提供认证、授权和计费功能,并完成该移动终端在该3GPP网络和非3GPP网络中所需的所有相关功能,即SAE网络和WiMAX网络中与认证、授权和计费相关的全部功能,包括但不限于用户和/或设备认证、空口/设备/移动IP密钥生成和分发、计费功能和预置流下发等。值得一提的是,在用户或业务鉴权授权过程中,3GPP AAA服务器可能与签约信息数据库,如HSS交互,来获取用户或业务相关信息。AAA服务器与签约信息数据库可能在同一物理实体实现,此时他们之间通过内部消息通信。
在该PLMN中还包含PCRF和策略分发功能实体(如PDF),该PCRF用于为该移动终端生成PCC规则,该策略分发功能实体用于将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。也就是说,PLMN中的PCRF将生成的PCC规则发送给PDF,由该PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,从而保证了各PCC策略执行实体能够顺利地对该移动终端进行计费。其中,PCC策略执行实体可以是以下之一或其任意组合:ASN、该移动终端的HA、PDN GW、服务网关,该HA需要能够满足WiMAX网络特性,和/或执行PLMN网络的策略计费,该移动终端通过该HA接入IP业务,使得移动终端的用户能够使用IP业务。另外,为了能够将在PLMN中生成的PCC规则发送到WiMAX的ASN中,PLMN网络与ASN之间的接口需要提供用于传递PCC规则的能力。
HA和PDF可以在PLMN的PDN GW中实现时,该移动终端通过该PDNGW接入IP业务,PDN GW与ASN之间的S2a接口除了支持移动IP协议外,还需要支持将PCC的规则下发到ASN网络中的对应实体上,如图11所示。
由于在本实施方式中,PLMN网络中的AAA服务器能够满足WiMAX网络的特性,从而保证了移动终端能够通过WiMAX网络的ASN顺利接入该3GPP网络,实现了更高的效率和效益。
本发明的第五实施方式涉及一种通信***,本实施方式与第四实施方式大致相同,其区别在于,在第四实施方式中,未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络;而在本实施方式中,使用了层次化移动管理,如HMIP将该移动终端接入网络。
因此,如图12所示,在PLMN中还包含本地移动锚点,在HMIP中称为LMA,用于管理本地移动的锚定。3GPP AAA服务器还需要生成HMIP密钥。另外,PCC规则由PCRF生成,发送给PDF后,该PDF还需要将收到的PCC规则发送给该LMA。
该LMA可以位于PLMN内的服务网关中,则本实施方式的***结构如图13所示,其中,移动终端的HA和PDF仍位于PLMN中的PDN GW,移动终端通过PDN GW接入到IP业务中。
本发明的第六实施方式涉及一种通信***,本实施方式与第四实施方式大致相同,其区别在于,在第四实施方式中,移动终端通过WiMAX网络的ASN直接接入该移动终端用户的家乡3GPP网络,第一AAA服务器与第二AAA服务器在同一个物理设备中实现;而在本实施方式中,移动终端通过WiMAX网络的ASN接入该移动终端用户的拜访地3GPP网络,再通过该拜访地3GPP网络接入该移动终端的家乡3GPP网络,第一AAA服务器位于该移动终端用户的家乡3GPP网络,第二AAA服务器位于该移动终端用户的拜访地3GPP网络,该移动终端接入的拜访地3GPP网络和家乡3GPP网络均为3GPP的PLMN。
具体地说,如图14所示,移动终端通过ASN、拜访地PLMN网络接入到家乡PLMN。该家乡PLMN网络中包含的3GPP AAA服务器,用于为移动终端提供认证、授权和计费功能,并完成该移动终端在该3GPP网络和非3GPP网络中所需的所有相关功能,即SAE网络和WiMAX网络中与认证、授权和计费相关的全部功能
该拜访地PLMN网络中包含的AAA服务器,用于转发家乡PLMN网络中的AAA服务器与该WiMAX网络的ASN之间的通信消息,因此,该拜访地PLMN网络中的AAA服务器可称为AAA代理服务器。
在家乡PLMN网络和拜访地PLMN网络中还分别包含PCRF(即家乡PCRF(h PCRF)和拜访地PCRF(v PCRF))。该h PCRF用于为该移动终端生成PCC规则,并通过S9接口发给v PCRF。
在拜访地PLMN网络中还需包含策略分发功能实体(即PDF),用于将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,如WiMAX网络的ASN和该移动终端的HA,该策略分发功能实体从v PCRF处接收生成的PCC规则。具体地说,该v PCRF通过S9接口从h PCRF接收生成的PCC规则,并将该PCC规则直接转发给该PDF,或者,该v PCRF在通过S9接口从h PCRF接收到生成的PCC规则后,根据本地网络策略和/或网络签约策略对该PCC规则做相应的修改,将修改后的PCC规则发送给该PDF。由该PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,保证了各PCC策略执行实体能够顺利地对该移动终端进行计费。考虑到HA可能分配在家乡网络或拜访地网络,负责分发给HA的策略分发功能实体也可位于家乡网络,该策略分发功能实体从h PCRF接收PCC规则,然后将PCC规则信息下发给HA。值得一提的是,移动终端通过该HA接入IP业务,使得移动终端的用户能够使用IP业务。
当本实施方式中的路由为家乡路由,则HA分配在家乡PLMN中,本实施方式中的HA与家乡3GPP网络的PDF均在家乡PLMN网络的PDN GW中实现,如图14所示,PCC规则由家乡PLMN网络中的h PCRF生成,通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的v PDF,再由该v PDF发送给HA(即图中的h PDN GW);或者,由h PCRF将PCC规则通过家乡网络的PDF下发给HA,进一步,家乡网络的PDF可在PDN GW实现,则此时为h PCRF直接将PCC规则下发给家乡PLMN网络的PDN GW。另外,需要说明的是,如果HA不作为PCC策略执行实体,则无需将PCC规则发送给该HA。
本实施方式中拜访地PLMN网络的v PDF,也可以与v PDN GW和/或vServing GW(拜访地PLMN网络的服务网关)在一个实体中,或单独存在。如果该v PDF与v PDN GW和/或v Serving GW在一个实体中,并且该v PDF负责向HA分发PCC规则信息,则为了能够将生成的PCC规则从家乡网络中的GW发送到拜访地网络中的GW,则家乡网络中的GW和拜访地网络中的GW之间的S8b接口需要提供用于传递PCC规则的能力。
本发明的第七实施方式涉及一种通信***,本实施方式与第六实施方式大致相同,其区别在于,在第六实施方式中,使用的路由为家乡路由,HA分配在家乡PLMN中;而在本实施方式中,使用的路由为拜访地路由,因此,该HA分配在拜访地PLMN网络中,如将该HA分配在拜访地PLMN网络中的v PDN GW中,如图15所示。PCC规则由PLMN中的h PCRF生成,通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的PDF,该PDF也在v PDN GW中实现,再由该PDF发送给ASN和HA。由于此时PDF和HA在同一个实体实现,它们之间通过内部消息通信。
本发明的第八实施方式涉及一种通信***,本实施方式与第六实施方式大致相同,其区别在于,在第六实施方式中,未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络;而在本实施方式中,使用了层次化移动管理,如HMIP,将该移动终端接入网络。
因此,在拜访地PLMN网络中还包含本地移动锚点,在HMIP中称为LMA,用于管理本地移动的锚定。3GPP AAA服务器和/或3GPP AAA代理服务器还需要生成HMIP密钥。另外,PCC规则由家乡PLMN网络中的hPCRF生成,通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的PDF后,该PDF还需要将收到的PCC规则发送给该LMA。
该LMA可以位于拜访地PLMN内的PDN GW中,HA仍位于家乡PLMN内的PDN GW中,拜访地PLMN内的PDF位于拜访地PLMN网络中的PDNGW,则本实施方式的***结构如图16所示。
该LMA也可以位于拜访地PLMN内的服务网关中,HA仍位于家乡PLMN内的PDN GW中,拜访地PLMN内的PDF位于拜访地PLMN网络中的服务网关,则本实施方式的***结构如图17所示。
本发明的第九实施方式涉及一种通信***,本实施方式与第八实施方式大致相同,其区别在于,在第八实施方式中,使用的路由为家乡路由,HA分配在家乡PLMN网络中,而在本实施方式中,使用的路由为拜访地路由,HA分配在拜访地PLMN网络中。
如图18所示,HA位于拜访地PLMN网络中的v PDN GW,LMA位于拜访地PLMN网络中的v Serving GW,PDF位于拜访地PLMN网络中的PDNGW和/或拜访地PLMN网络中的v Serving GW。PCC规则由家乡PLMN网络中的h PCRF生成,通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的v PDF,再由该PDF发送给ASN和HA。
在上述各实施方式中,还有以下几点需要说明:
(1)如果两个实体间需要传输PCC规则,如PDF需要将PCC规则发送给ASN的网关,则这两个实体间的接口需要提供用于传递PCC规则的能力。
(2)移动终端通过HA接入的IP业务,可以是外部的公共或私有的分组数据网络,也可以是运营商内部的分组数据网络,即运营商部署的各种IP业务(operator′s IP Service),例如交互式多媒体***(Interactive MultimediaSystem,简称“IMS”)、分组交换域流媒体业务(Packet Streaming Service,简称“PSS”)等。
(3)如果移动终端需要使用多个网络的数据业务,可采用多MIP(移动IP)注册的机制,通过相应的多个PDN GW接入到多个IP业务网络中;此时要求WiMAX网络支持多HA注册。例如当处于漫游的场景时,移动终端既要使用家乡3GPP网络的数据业务,也要使用拜访地3GPP网络的数据业务,则可以将该移动终端分别注册到家乡3GPP网络的HA(该HA在h PDNGW中实现)和拜访地网络的HA(该HA可以在v服务网关、v PDN GW或WiMAX CSN中的HA中实现),采用双MIP注册的机制。即等同于移动终端与多个IP数据网络通信,需要与这些IP数据网络对应的网关接入。3GPP和/或WiMAX AAA服务器需要为每个注册单独生成、分发和维护MIP密钥。
(4)同一PLMN网络中的服务网关和PDN GW可以位于同一个物理实体上,此时它们之间通过内部消息进行通信。SAE网络中的HA(或LMA)、PDF可能在同一网关上,此时他们之间使用内部消息通信。PDF也可与PCRF在同一物理实体中实现。
(5)PLMN网络中的网关也具有策略计费执行功能,当它们接收到PCC规则时,将应用这些规则,执行QoS策略控制和计费。
本发明的第十实施方式涉及一种无线通信方法,具体流程如图19所示。
在步骤1910中,将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络。具体地说,将该移动终端通过非3GPP网络的核心网接入3GPP网络,接入的3GPP网络为该移动终端的家乡3GPP网络。本实施方式中,非3GPP网络以WiMAX网络为例进行说明,因此,该核心网即为WiMAX网络的CSN。
接着,进入步骤1920,对该移动终端进行认证、授权和计费。具体地说,由该3GPP网络中的AAA服务器对该移动终端进行认证、授权和计费,该AAA服务器与非3GPP网络之间的通信消息,需要通过非3GPP网络的CSN中的AAA服务器转发,该CSN中的AAA服务器可称为AAA代理服务器,该AAA代理服务器。并且,该AAA代理服务器协助完成该移动终端的认证、授权和计费功能。由此可见,即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性,也能通过非3GPP网络的AAA代理服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络,实现了更高的效率和效益。
接着,在步骤1930中,在3GPP网络中为该移动终端生成PCC规则,并将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。具体地说,由3GPP网络中的PCRF(即h PCRF)为该移动终端生成PCC规则,并将生成PCC规则发送给CSN中的PCRF(即v PCRF),该v PCRF可以直接将收到的PCC规则发送给CSN中的策略分发功能实体(即v PDF);该v PCRF也可以在收到PCC规则后,根据本地网络策略和/或网络签约策略,对收到的PCC规则做相应的修改,将修改后的PCC规则发送给v PDF。由v PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,其中,PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合:非3GPP网络的ASN、该移动终端的HA、3GPP网络的PDN GW、服务网关。
需要说明的是,如果使用家乡路由,则该移动终端的HA分配在家乡3GPP网络中,v PDF可以将PCC规则分发给该HA;或者,由h PCRF通过h PDF将PCC规则发送给该HA。如果使用拜访地路由,则该移动终端的HA分配在CSN中,v PDF需将PCC规则分发给该HA。
在本实施方式中,步骤1920与步骤1930并没有明确的先后关系,并且,本实施方式中的3GPP网络为SAE网络。另外,值得一提的是,本实施方式中的移动终端通过HA接入IP业务,使得移动终端的用户能够使用IP业务。
本发明的第十一实施方式涉及一种无线通信方法,本实施方式与第十实施方式大致相同,其区别在于,在第十实施方式中,未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络;而在本实施方式中,使用了层次化移动管理,如HMIP将该移动终端接入网络。因此,AAA服务器和/或AAA代理服务器还需要生成HMIP密钥。另外,PCC规则由h PCRF生成,并通过CSN中的vPCRF发送到v PDF后,该v PDF还需要将收到的PCC规则发送给用于管理本地移动的锚定的LMA。
本发明的第十二实施方式涉及一种无线通信方法,本实施方式与第十实施方式大致相同,其区别在于,在第十实施方式中,将移动终端通过非3GPP网络的核心网接入3GPP网络;而在本实施方式中,将该移动终端通过非3GPP网络的接入网接入该移动终端的拜访地3GPP网络,再通过该拜访地3GPP网络将该移动终端接入家乡3GPP网络。同样的,非3GPP网络以WiMAX网络为例进行说明,因此,该接入网即为WiMAX网络的ASN。
也就是说,由该家乡3GPP网络中的AAA服务器对该移动终端进行认证、授权和计费,该AAA服务器与非3GPP网络ASN之间的通信消息,需要通过拜访地3GPP网络中的AAA服务器转发,该拜访地3GPP网络中的AAA服务器可称为AAA代理服务器。
由家乡3GPP网络中的PCRF(即h PCRF)为该移动终端生成PCC规则,并将生成PCC规则发送给拜访地3GPP网络中的PCRF(即v PCRF),该vPCRF可以直接将收到的PCC规则发送给拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体(即v PDF);该v PCRF也可以在收到PCC规则后,根据本地网络策略和/或网络签约策略,对收到的PCC规则做相应的修改,将修改后的PCC规则发送给v PDF。由v PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,其中,PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合:非3GPP网络的ASN、该移动终端的HA、3GPP网络的PDN GW、服务网关。
类似地,如果业务家乡路由,则该移动终端的HA分配在家乡3GPP网络中,v PDF可以将PCC规则分发给该HA;或者,由h PCRF通过h PDF将PCC规则发送给该HA。如果业务拜访地路由,则该移动终端的HA分配在拜访地3GPP网络中,v PDF需将PCC规则分发给包含该HA的各PCC策略执行实体。
本发明的第十三实施方式涉及一种无线通信方法,本实施方式与第十二实施方式大致相同,其区别在于,在第十二实施方式中,将该移动终端通过非3GPP网络的ASN接入该移动终端的拜访地3GPP网络,再通过该拜访地3GPP网络将该移动终端接入该移动终端的家乡3GPP网络;而在本实施方式中,将该移动终端通过非3GPP网络的ASN直接接入该移动终端的家乡3GPP网络。此时,AAA服务器与AAA代理服务器在同一个物理设备中实现。
由3GPP网络中的PCRF为该移动终端生成PCC规则,并将生成的PCC规则通过PDF分发给各PCC策略执行实体,如非3GPP网络的ASN和/或该移动终端的HA。
综上所述,在本发明的实施方式中,将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络,3GPP网络的AAA服务器为移动终端提供认证、授权和计费功能,由第二AAA服务器作为AAA代理服务器,转发3GPP网络中的AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息,并协助该3GPP网络中的AAA服务器完成该移动终端的认证、授权和计费功能。使得即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性,也能通过另一个AAA服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络,实现了更高的效率和效益。
由3GPP网络中的PCRF为移动终端生成PCC规则,并通过策略分发功能实体,将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。保证了各PCC策略执行实体(如ASN、HA等)能够顺利地对该移动终端进行计费。
在使用层次化移动管理,如HMIP的情况下,认证、授权和计费功能还包含生成相关密钥,如HMIP密钥,可选的,策略分发功能实体还需要向LMA分发PCC规则。使得本发明方案具有更为广泛的应用范围。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式,已经对本发明进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (23)
1.一种无线通信***,包含第三代合作伙伴项目3GPP网络和非3GPP网络,其特征在于,移动终端通过所述非3GPP网络接入所述3GPP网络;
所述3GPP网络包含第一认证、授权和计费AAA服务器,用于为所述移动终端提供认证、授权和计费功能;
所述无线通信***包含第二AAA服务器,用于转发所述第一AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息,并协助完成所述移动终端的认证、授权和计费功能。
2.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于,所述认证、授权和计费功能包含以下之一或其任意组合:
移动IP协议密钥生成功能、识别鉴权模式功能、设备认证功能、鉴权认证加密密钥的生成分发功能、层次化移动管理相关密钥生成功能、为多注册移动终端的每个注册单独生成、分发和维护移动IP密钥的功能。
3.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于,
所述无线通信***还包含家乡代理HA和/或本地移动代理LMA;
所述HA用于将所述移动终端接入IP业务;
所述LMA用于在层次化移动管理中管理本地移动锚定。
4.根据权利要求3所述的无线通信***,其特征在于,
所述HA位于所述3GPP网络的分组数据网络网关PDN GW或服务网关内,或者,位于所述非3GPP网络中;
所述LMA位于所述3GPP网络的分组数据网络网关PDN GW或服务网关内,或者,位于所述非3GPP网络中。
5.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于,所述第一AAA服务器位于所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中;
所述第二AAA服务器位于所述非3GPP网络中。
6.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于,所述第一AAA服务器位于所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中;
所述第二AAA服务器位于所述移动终端的用户的拜访地3GPP网络中。
7.根据权利要求5或6所述的无线通信***,其特征在于,所述家乡3GPP网络中还包含第一策略与计费规则功能实体PCRF,用于为所述移动终端生成计费策略控制PCC规则;
所述非3GPP网络和/或所述家乡3GPP网络中还包含策略分发功能实体,用于将所述生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体,或者,
所述拜访地3GPP网络和/或所述家乡3GPP网络中还包含策略分发功能实体,用于将所述生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。
8.根据权利要求7所述的无线通信***,其特征在于,所述策略分发功能实体独立实现在物理设备中,或者,与本策略分发功能实体所在网络中的PCRF实现在同一个物理设备中,或者,与本策略分发功能实体所在网络中的PCC策略执行实体实现在同一个物理设备中,或者,位于PDN GW或服务网关内。
9.根据权利要求7所述的无线通信***,其特征在于,所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中还包含第二PCRF,用于从所述第一PCRF接收生成的PCC规则,并将收到的PCC规则直接发送给所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体;或者,
所述第二PCRF用于从所述第一PCRF接收生成的PCC规则,并根据本地网络策略和/或网络签约策略,对收到的PCC规则做相应的修改,将修改后的PCC规则发送给所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体。
10.根据权利要求9所述的无线通信***,其特征在于,所述PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合:
所述非3GPP网络的接入服务网ASN、所述移动终端的HA、在层次化移动管理中的LMA、所述3GPP网络的PDN GW和服务网关。
11.根据权利要求10所述的无线通信***,其特征在于,所述HA位于所述家乡3GPP网络中;
所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体用于将收到的来自所述第二PCRF的PCC规则,发送给所述HA;或者,
所述家乡3GPP网络中的策略分发功能实体用于将收到的来自所述第一PCRF的PCC规则,发送给所述HA。
12.根据权利要求10所述的无线通信***,其特征在于,所述HA位于所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中;
所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体用于将收到的来自所述第二PCRF的PCC规则,发送给所述HA。
13.根据权利要求1所述的无线通信***,其特征在于,所述第一AAA服务器与所述第二AAA服务器在同一个物理设备中实现,该第一AAA服务器与该第二AAA服务器位于所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中。
14.根据权利要求13所述的无线通信***,其特征在于,所述家乡3GPP网络中还包含第三PCRF,用于为所述移动终端生成PCC规则;
所述家乡3GPP网络中还包含策略分发功能实体,用于接收所述第三PCRF生成的PCC规则,并将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。
15.根据权利要求14所述的无线通信***,其特征在于,所述策略分发功能实体独立实现在物理设备中,或者,与本策略分发功能实体所在网络中的PCRF实现在同一个物理设备中,或者,与本策略分发功能实体所在网络中的PCC策略执行实体实现在同一个物理设备中,或者,位于PDN GW或服务网关内。
所述PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合:所述非3GPP网络的ASN、所述移动终端的HA、在层次化移动管理中的LMA、所述3GPP网络的PDN GW和服务网关。
16.根据权利要求1至6,13至15中任一项所述的无线通信***,其特征在于,所述非3GPP网络为微波接入全球互通WiMAX网络;
所述3GPP网络为***构架演进SAE网络。
17.一种无线通信方法,其特征在于,包含以下步骤:
将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络;
所述3GPP网络的第一AAA服务器对接入的所述移动终端进行认证、授权和计费;
第二AAA服务器转发所述第一AAA服务器与所述非3GPP网络之间的通信消息,并协助完成所述移动终端的认证、授权和计费功能。
18.根据权利要求17所述的无线通信方法,其特征在于,所述将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络的步骤中,包含以下子步骤:
将所述移动终端通过所述非3GPP网络的核心网接入所述3GPP网络;或者,
将所述移动终端通过所述非3GPP网络的接入网接入所述3GPP网络。
19.根据权利要求17或18所述的无线通信方法,其特征在于,所述非3GPP网络为WiMAX网络;
将所述移动终端通过所述WiMAX网络的连接服务网CSN接入所述3GPP网络;或者,
将所述移动终端通过所述WiMAX网络的接入服务网ASN接入所述3GPP网络。
20.根据权利要求17所述的无线通信方法,其特征在于,还包含以下步骤:
在所述3GPP网络中为所述移动终端生成PCC规则;
将生成的所述PCC规则分发给各PCC策略执行实体。
21.根据权利要求20所述的无线通信方法,其特征在于,所述PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合:所述非3GPP网络的ASN、所述移动终端的HA、所述3GPP网络的PDN GW和服务网关。
22.根据权利要求17或20所述的无线通信方法,其特征在于,在所述将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络时,使用层次化移动管理将所述移动终端通过所述非3GPP网络接入所述3GPP网络。
23.根据权利要求22所述的无线通信方法,其特征在于,
所述认证、授权和计费功能包含层次化移动管理相关密钥生成功能;和/或,
所述PCC策略执行实体还包含在层次化移动管理中的LMA。
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